Устройство приема дискретных сигналов с относительно фазовой модуляцией низкой кратности

(511 4 Н 04 Е 27/22 у1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Принимаемый сигна вход автоматического уровня, который обесл ное функционирование ема дискретных сигна л поступает па регулятора 1 чивает нормаль- устройства приов лри изменероех -нике передачи Цель изобр мехоустойчиводанных,тения - л ени по йти в условиях во а помех,На фиг.и 2 из ная электрическая с ражена структурма лредлагаемого устроиства емый сигнал и ового фильтра подавление вншума, С выхо Далее принимат на вход полосбеспечивающего оступ лолосоа полового аддитивногосового фильтра 2 вход аналого-циф теля 3 и на улра иг подается на рового преобразовавляющий вход автоматора 1 уровня. Введетройки автоматичетич еского рег уля ние в цель лодс ского регулятора го сигнала полос воляет снизить в 1 уровня принимаемо вого фильтра 2 позияние аддитивного разом. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский электротехническийинститут связи им. М.А,Бонч в Бруеви(56) Авторское свидетельство СССРВ 832731, кл . Н 04 В 1/1 О, 1 981 .(54) УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ДИСКРЕТНЬХСИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНО-ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ НИЗКОЙ КРАТНОСТИ Изобретение относится к элесвязи и может использоваться в ствия импульсных и мультилликативных Устроиство содержит автоматический регуляторуровня, лолосовой фильтр 2, аналого-цифровой преобразователь 3, цифровой преобразователь Гильберта 4, блок 5 тактовой синхронизации, первый стробирующий блок 6, цифровой корректор 7, второй стробирующий блок 8, демодулятор 9, коррелятор 1 О, блок 11 задержки, решающий блок 12, декодер 13.Устройство работает следующим об(57) Изобретение относится к электросвязи, Цель изобретения - повышение помехоустойчивости в условиях воздей ствия импульсных и мультипликативных помех, Устройство содержит автоматический регулятор уровня, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, цифровой преобразователь Гиль- берта, блок тактовой синхронизации, два стробирующих блока, цифровой кор ректор, демодулятор, коррелятор, бло задержки, решающий блок и декодер. Цель достигается за счет использования в данном устройстве оптимальногог некргерентного метода приема.ил. нии уровня входного сигналашума на коэффициент передачи автоматического регулятора 1 уровня.С выхода аналого-цифрового преобразователя 3 отсчеты принимаемого сигнала, взятые с частотой дискретизации, в 6 раз превьппающей частоту следования единичных элементов, поступают на вход цифрового преобразователя Гильберта 4, Выбор частоты дискретизации обусловлен выполнением требований к точности вычисления производной в блоке 5 тактовой синхронизации, исходные данные для настройки которого снимаются с линии за держки цифрового преобразователя Гильберта 4. Назначение цифрового преобразователя Гильберта 4 состоит в формировании квадратурной составляющей принимаемого сигнала в соот О ветствии с выражениемФФх= с сх(1)где х- отсчет принимаемого сигнала, снимаемый с 1;-го отво да линии задержки цифрового преобразователя Гильберта 4 на п-м единичном интервале;"к - 1-коэффициент импульснойхарактеристики цифрового 30 преобразователя Гильберта 4, 1 с = -И-1,0,1,Н,М - общее число коэффициентовцифрового преобразователя Гильберта 4.35Цифровой преобразователь Гильберта 4 представляет собой нерекурсивный цифровой фильтр с кососимметричной импульсной характеристикой, задаваемой нечетным числом постоянных ко эффициентов, Он реализован на основе линии задержки с отводами, взятыми через одну шестую единичного интервала Т.".К каждому отводу линии задерж" ки подключен умножитель, обеспечи вающий выполнение операции умножения принимаемого сигнала на коэффициент импульсной характеристики цифрового преобразователя Гильберта 4. С выходов умножителей сигналы поступают в сумматоры, которые обеспечивают вычисление квадратурной составляющей принимаемого сигнала х в соответствии с выражением (1). Синфазная составляющая принимаемого сигнала снимается с О-го отвода линии задержки и поступает на первый выход цифрового преобразователя Гильберта 4. Квадратурная составляющая поступает на второй выход цифрового преобразователя Гильберта 4. С (-1)-го и 1-го отводов линии задержки снимаются отсчеты принимаемого сигнала х, и х, которые поступают на третий и четвертый выходы цифрового преобразователя Гильберта 4 и далее используются в блоке 5 тактовой синхронизации.Синфазная и квадратурная составляющие отсчета принимаемого сигнала появляются на первом и втором выходах цифрового преобразователя Гильберта 4 через интервал Т/6 и поступают в стробирующий блок 6, Назначение стробирующего блока 6 состоит в прореживании последовательности отсчетов принимаемого сигнала, которое позволяет обеспечить интервал следования отсчетов .принимаемого сигнала на входе цифрового корректора 7, равный Т/2, Стробирующие блоки 6 и 8 могут быть реализованы на базе парал" лельных регистров, сигнал записи информации в которые поступает с второго и третьего выходов блока 5 тактовой синхронизации соответственно для стробирующих блоков 6 и 8.Цифровой корректор 7 представляет собой нерекурсивный цифровой фильтр с постоянными комплексными коэффициентами, Он реализован на базе линии задержки с отводами, взятыми через интервал Т/2, Алгоритм коррекции описывается выражениемя. =Й,. (г) где Б - комплексный отсчет принимаемого сигнала на выходецифрового компромиссногокорректора 7 на и-м.единичном интервале, х =хи е+и-е+У е - комплексный отсчет принимаемого сигнала в 1-м отводе линии задержки корректора 7,се= сес ++ 1 сез - комплексный коэффцеимпульсной характеристики цифрового корректора 7, -+ 1 - общее число коэффициентовцифрового корректора 7.Коэффициенты цифрового корректора 7 рассчитываются в результате решения уравнения Винера-Хопфа в векторно-матричной форме с комплексными коэффициентами.(4) где ч 45 1 у/ и50 1 У, / Выбор частоты дискретизации принимаемого сигнала в цифровом корректоре 7 в соответствии с теоремой Котельникова предполагает в данном случае дискретизацию сигнала с интервалом Т/2, что обеспечивает дополнительное подавление внеполосного аддитивного шума и исключает возможность трансформации фазочастотных искажений в амплитудно-частотные при неудачном выборе фазы момента стробирования.Поскольку принимаемый сигнал на этапе компромиссной коррекции стробируется с частотой дискретизации, в два раза превьшающей частоту следования едийичных элементов, откорректированный сигнал перед тем как поступить на вход демодулятора 9 прореживается с частотой следования единичных элементов во втором стробирующем блоке 8. Управляющий сигнал поступает в стробирующий блок 8 с третьего выхода блока 5 тактовой синхронизации.Отсчеты откорректированного сиг нала поступают с периодом, равным единичному интервалу Т, на вход демодулятора 9, который осуществляет перенос принимаемого сигнала в поло - су эквивалентного низкочастотного канала. Работа демодулятора 9 описывается уравнением-(/о- К )у = Б е (3) где у - комплексный отсчет демодулированного сигнала на и-м единичном интервале; начальная фаза некогерентного опорного .колебания, циклическая частота опорного колебания, равная номинальному значению частоты несущего колебания, рекомендованной МККТТ для данной скорости передачи информации.В предлагаемом устройстве демодулятор 9 обеспечивает устранение на приемной стороне неинформационный набег фазы несущего колебания за единичный интервал, возникающий из-за отсутствия кратности частот несущего и тактового колебаний. Расхождение частот и фаз несущего и опорного колебаний, обусловленное несихронностью и несинфазностью соответствующих генераторов, в данном случае не 6778 беоказывает существенного влияния напомехоустойчивость, поскольку в предлагаемом устройстве используется оптимальный некогерентный метод приема.5Демодулятор 9 представляет перемножитель двух комплексных сигналов,одним из которых является отсчет откорректированного сигнала Я, а вторым - соответствующий ему во времениотсчет опорного колебания.Отсчеты опорного колебания формируются цифровым генератором, который входит в состав демодулятора 9.15 Цифровой генератор опорного колебания может быть выполнен на основепостоянного запоминающего устройства(ПЗУ) необходимой емкости, управляемого по адресным входам с 7 етчиком.20 В ПЗУ хранятся коды отсчетов опорного колебания с начальной фазой У,взятые с частотой дискретизации,равной частоте следования единичныхэлементов, Объем ПЗУ и коэффициент 25 пересчета счетчика в общем случаеопределяется кратностью частоты следования единичных элементов (частотытактового колебания) и частоты опорного колебания. Изменение состояния ЗО счетчика происходит в соответствиис (3) один раз за единичный интервал.Перед вынесением решения о переданных информационных символах оптимальный некогерентный алгоритм приемадискретных сигналов с относительнофазовой модуляцией предполагает вычисление в корреляторе 1 О следующеговыражения:= Уи - Уи- = 1 Уп ( еУе ъ 40 и- абсолютные значения фазкомплексных отсчетов демодулированного сигнала наи-м и (и)-м единичныхинтервалах, - модули отсчетов демодулированного сигнала, которыев случае относительно-фазовой модуляции обычно принимаются равными единице.Поскольку, как следует из (4), в вычислениях участвует отсчет демодулированного сигнала, полученный на предыдущем единичном интервале, в структурную схему устройства приемавведена линия 11 задержки. Выражение (4) предполагает снятие относительности, вносимой на передаче. Абсолютная фаза комплексного сигнала на входе решающего блока 12 в идеальных условиях соответствует информационному сдвигу фазы несущего колебания ь 9, вносимому на передаче.Решающий блок 12 осуществляет по элементную оценку информационных символов в соответствии с уравнениема= пцп 1 (Ке ас. ) + 15+ 32 - оценка информационного сим 1 ивола на и-м единичном интервале, а а,и а - знач енияего синфазной и квадратурной составляющей соответственно,папа - функция, равная информационному символу а+а; +Задоставляющему минимальноезначение выражению в Фигурных скобках (5) . 30Очевидно, что процедура оценки информационного символа состоит в вычислении на каждом единичном интервалевыражения в фигурных скобках уравне-ния (5) для всех возможных значенийа = а ;+ 1 а и выбора такого а, которому соответствует минимальное значение выражения в скобках.Решающий блок 12 содержит сумматоры и схемы возведения в квадрат, 40соединенныев соответствии с выражением в фигурных скобках (5), а такжесхему сравнения, счетчик, первый ивторой регистры и ПЗУ эталонов, В ПЗУэталонов попарно занесены значения 45синфазной и квадратурной составляющихвсех информационных символовСчетчик обеспечивает последовательный пе"ребор всех а;, участвующих в вычислениях по формуле (5), Результат вычисления для каждого значения а поступает в схему сравнения,где он сравнивается с содержимым регистра и заносится в него, если результат вычисления меньше содержимого регистра,Параллельно с обновлением содержимого регистра происходит запись содержимого счетчика в другой регистр.Если перед началом вычислений занести в регистр максимально представимое число, то по окончании перебора всех значений а; в регистре останется минимальное значение выражения в фигурных скобках (5), а в другом регистре - соответствующего ему значения эталона информационного символа а . Это значение является оценкой принятого информационного символа а и формируяется на выходу ПЗУ эталонов при загрузке счетчика из другого регистра. Полученная таким образом оценка,принятого информационного символа а пой ступает из ПЗУ эталонов на выходе решающего блока 12.С выхода решающего блока 12 эталонное значение принятого сигнала поступает в декодер 13, где осуществляется преобразование информационного символа в код, в котором информация передается потребителю,Блок 5 тактовой синхронизации предназначен для получения оптимальной оценки фазы момента стробирования принимаемого сигнала в .аналого-цифровом преобразователе 3 и стробирующих блоках 6 и 8. Критерий оптимальности в общем случае выбирается как максимум функции правдоподобия принимаемого сигнала.Блок 5 тактовой синхронизации содержит сумматор, вычисляющий сумму отсчетов принимаемого сигнала, снимаемых с 1-го и (-1)-го отводов линии задержки цифрового преобразователя Гильберта 4, умножитель, на входы которого поступают результат вычисления суммы отсчетов и отсчет квадратурной составляющей принимаемого сигнала (-х),/умножитель, используемый для перемножения значений фазовой ошибки на коэффициент , и сумматор, обеспечивающий опенки момента стробирования, Оценка фазы момента стробирования поступает на управляющий вход управляемого делителя частоты, подключенного к задающему генератору, Сигналы, необходимые для синхронной работы аналого-цифрового преобразователя 3, первого 6 и второго 8 стробирующих устройств, формируются с помощью делителей на 3 и 2. Формула изобретенияУстройство приема дискретных сиг - налов с относительно"Фазовой модуляцией низкой кратности, содержащее9 14677 последовательно соединенные автоматический регулятор уровня, полосовой фильтр и аналого-циФровой преобразователь, а также демодулятор, решающий блок, выходы которого соединены с входами декодера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в условиях воздействия импульсных и мультипликативных помех, введены цифровой преобразователь Гильберта, блок тактовой синхронизации, коррелятор, блок задержки и последовательно соединенные первый стробирующий блок, цифро вой корректор и второй стробирующий блок, выход полосового фильтра подсоединен к управляющему входу автоматического регулятора уровня, выход аналого-цифрового преобразователя - 20 к входу цифрового преобразователя 8 б1 ОГильберта, первый и второй выходы которого соединены с входами первого стробирующего блока, выходы второго стробирующего блока соединены с входами демодулятора, выходы которого соединены с входами блока задержки и первым и вторым входами коррелятора, третий и четвертый входы которого соединены с соответствующими выходами блока задержки, выходы коррелятора соединены с входами решающего блока, второй, третий и четвертый выходы цифрового преобразователя Гильберта соединены с соответствующими входами блока тактовой синхронизации, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к управляющим входам .аналогоцифрового преобразователя, первого и второго стробирующих блоков.1467786 оставитель Н. Лазарева Техред Л, Сердюкова Корректор Л. Пилипенк едактор Н. Тупи з 310 6 одписное ира ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 изводственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101